XXXX药学中级工程师-医药工程专业知识-制药工程原理与设备VIP免费

第1页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共34页晋升工程师第三部分医药工程专业知识——三、制药工程原理与设备一．流体流动1.流体的密度、压强、流体静力学基本方程式及应用★（1）流体的密度：单位体积流体具有的质量，ρ=m/V单位：kg/m3式中，m—流体的质量，kg；V—流体的体积，m3密度有不同的单位，SI制中单位为kg/m3，物理单位制中为g/cm3，工程单位制中为kgf.s2/m4，其换算关系为：1g/cm3=103kg/m3=102kgf.s2/m4①液体的密度：液体可视为不可压缩流体。相对密度是液体在某温度时的密度与标准大气压下4℃时水的密度的比值，即s=ρ/ρH2O=ρ/1000式中，s-液体的相对密度，kg/m3；ρH2O-标准大气压下4℃时水的密度的比值，1000kg/m31ρm=x1ρ1+x2ρ2+....+xnρn=∑i=1nxiρi式中，ρm—混合液的密度，kg/m3；ρi—混合液中组分i的密度，kg/m3；xi—混合液中组分i的质量分数。②气体的密度：液体为可压缩流体，其密度随温度和压力而变。当压力不太高（临界压力以下）、温度不太低（临界温度以上）时，气体可视为理想气体，则pV=nRT=mMRT则ρ=mV=pMRT式中，p—气体的压力，kPa；V—气体的体积，；T—气体的温度，K；n—气体物质的量，kmol；M—气体的摩尔质量，kg/kmol；R—摩尔气体常数，8.314kJ/(kmol.K)标准状态（T=273.15K，p0=101.325kPa）下，理想气体的密度ρ0为ρ0=pMRT=M22.4ρm=ρ1y1+ρ2y2+...+ρnyn=∑i=1n(ρiyi)或ρm=Mm22.4×pp0×T0T式中，ρm—气体混合物的密度，kg/m3；ρi—同温同压下组分i单独存在时的密度，kg/m3；yi—气体混合物中组分i的体积分数；Mm—气体混合物的平均摩尔质量，Mm=∑i=1n(Miyi)式中，Mi—气体混合物中组分i的摩尔质量，kg/kmol。（2）流体的压强：流体垂直作用于单位面积上的力，p=F/A，单位：Pa式中，F—垂直作用于流体表面上的压力，N；A—作用面的面积，m2①在SI制和法定单位制中，压强的单位为Pa，其他单位如物理大气压（atm）、工程大气压（kgf/cm2）、液柱高度（mmHg、mmH2O）、巴（bar）等，其换算关系为1atm=760mmHg=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=1.0133bar=1.0133×105Pa1Mpa=103kPa=106Pa=109mPa②压强大小常以绝对真空或外界大气压为基准来计量。以绝对真空（零压）为基准测得的压力称为绝对压力，它是流体的真实压力。)ⅰ当被测流体的压强高于外界的大气压强时，采用压强表进行测量，其读数反映了被测流体高于外界大气压强的数值，称为表压强，即：表压（强）=绝对压强-大气压强)ⅱ当被测流体的压强低于外界大气压强时，采用真空表进行测量，其读数反映了被测流体的绝对压强低于外界大气压强的数值，称为真空度，即：真空度=大气压强-绝对压强（3）流体静力学基本方程式：描述静止流体内部压力变化规律的数学表达式。第2页共34页第1页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共34页如右图所示，容器内装有密度为ρ的液体，液体可认为是不可压缩流体，其密度不随压力变化。在静止液体中取一段液柱，其截面积为A，以容器底面为基准水平面，液柱的上、下端面与基准水平面的垂直距离分别Z1为和Z2。作用在上、下两端面的压强分别为p1和p2。重力场中在垂直方向上对液柱进行受力分析：①上端面所受总压力P1=p1A，方向向下；②下端面所受总压力P2=p2A，方向向上；③液柱的重力G=ρgA（Z1-Z2），方向向下。液柱处于静止时，上述三项力的合力应为零，即：p2A-p1A-ρgA（Z1-Z2）=0则p2=p1+ρg（Z1-Z2）若将液柱的上端面取在容器内的液面上，设液面上方的压力为p0，液柱高度为h，则p2=p0+ρgh（3）流体静力学基本方程式的应用①压强与压强差的测量：U形管压差计、斜管压差计、微差压差计②液位测量a.近距离液位测量：h2=h1−(ρA−ρB)ρBR式中，h1—平衡小室内的液位，即容器内页面允许到达的最高液位，m；h2—容器内的液位，m；ρA—指示液的密度，kg/m3；ρA—容器内液体的高度，kg/m3；b.近距离液位测量：h=ρAρBR式中，ρA—U形管压差计内指示液的密度，kg/m3；ρB—贮罐内液体的高度，kg/m3；③液封高度的计算h=p1ρH2Og式中，h—液封管插入页面下的深度；p...